Mængden af elektrisk energibehov øges hurtigt med befolkningsvæksten og teknologiudviklingen. Der er måder til genererer elektrisk energi ved hjælp af vedvarende og ikke-vedvarende energikilder. Flere fordele ved solenergi er nøglefaktorerne bag brugen af solenergi til forskellige formål. Det kan bruges til at generere elektrisk energi ved hjælp af solpaneler og til at opbevare den elektriske energi ved at oplade batterierne eller føde dem til belastninger. Maximum Power Point Tracking-teknologi (MPPT) er en mest effektiv metode blandt forskellige solopladningsregulatorer, såsom enkle 1 eller 2-trins-kontroller, PWM-kontrol og MPPT-opladningsregulator.
Solar Charge Controller
Hvad er Solar Charge Controller
Overvej primært en ikke-MPPT solopladningsregulator, og bliv ikke forvirret med solsporende solpanel og solopladningsregulator. Det solsporende solpanel bruges til at spore solen ved at montere solpanelet på et motorbræt, så maksimal solenergi kan bruges i løbet af dagen. Ved at bruge dette solsporings solpanelsystem kan vi øge produktionen med 15% om vinteren og 35% om sommeren. Blæsningen viser blokdiagrammet for solsporende solpanel, der består af et dummy-solpanel, et strømforsyningskredsløb, en mikrokontroller til styring af ULN2003A-driveren og trinmotor til rotation af solpanelet.
Blokdiagram over solsporing af solpanel af Edgefxkits.com
Blokdiagrammet for solopladningsregulator består af forskellige blokke: solpanelet, der producerer elektrisk energi ved hjælp af solenergi, en opladning for at tænde og slukke for opladningen, en belastningskontakt for at tilslutte eller afbryde en indikator til indikationsformål batteri til lagring af energi og en komparator til sammenligning og generering af styresignaler . Solcellepanelens ladestyring styres af en opladningsmekanisme for at beskytte batterierne mod under opladning, over belastning og dybe afladningsforhold. Et sæt grønne og røde lysdioder bruges til at angive henholdsvis fuldt opladet tilstand og under eller over eller dyb afladningstilstand. I tilfælde af røde lysdioder indikation består solcellestyringskredsløbet af MOSFET, som bruges som en halvlederafbryder til at slukke for belastningen under en overbelastning eller lavt batteritilstand.
Blokdiagram over solopladningsregulator af Edgefxkits.com
Hvorfor bruger vi MPPT-teknologi?
Her, selvom en ikke-MPPT solopladningsregulator kan lette beskyttelsen af batterier mod uønskede opladningsforhold, men den er ikke i stand til at øge systemets effektivitet. Generelt er PV-paneler bygget til 12V og bruges til at sætte output i området fra 16 til 18V. Men den faktiske værdi af 12V batterier ligger i intervallet 10,5 til 12,7V baseret på opladningens tilstand. Overvej et 130 watts nominelt solcellepanel ved en bestemt spænding og strøm, antag at den nuværende vurdering er 7,39 ampere ved 17,6 volt.
Sammenligning mellem konventionel og MPPT-teknologi
Hvis vi forbinder dette 130 watt solpanel til et batteri ved hjælp af en ikke-MPPT solopladningsregulator, så kan vi få en strøm, der svarer til solpanelets strømprodukt: 7,4 ampere og batteriets spænding: 12 volt, og er ca. 88,8 watt. Således får vi et tab på 41 watt (ca. 130-88,8 = 41,2), dette skyldes en dårlig match mellem solpanelet og batteriet. Så hvis vi bruger MPPT solopladningsregulator, kan vi øge effektforøgelsen med 20 til 45%, men først og fremmest skal vi vide om MPPT-teknologi, som bruges i solpanelopladningsregulatoren.
MPPT Solar Charge Controller
MPPT-teknologi er normalt en digital elektronisk sporing, der sporer og sammenligner batterispændingen med solpanelspændingen, således at den bedste effekt, hvormed batteriet kan oplades ved hjælp af solpanel, kan regnes ud. Bemærk, at ampererne tages i betragtning under opladning af batteriet. Så for at få maksimale ampere i batteriet konverteres den sammenlignede spænding til sin bedste spænding ved hjælp af moderne MPPT-teknologi med 93 til 97% konverteringseffektivitet.
Arbejde med MPPT Solar Charge Controller
Solpanelets spænding 17,6V ved 7,6A konverteres ned af MPPT for at matche 12V batteriet. Således får batteriet 12V ved 10,8A, hvilket gør den samlede effekt næsten lig med 130W. Til opladning af batteriet hjælper en høj spænding med at tvinge strømmen ind. Faktisk varierer udgangen fra MPPT solopladningsregulatoren kontinuerligt for at få maksimale ampere i batteriet.
Power point tracker er en højfrekvent DC til DC-konverter, der tager DC-input fra solpaneler, derefter konverterer DC til højfrekvent AC, og igen konverteres AC til en anden DC-spænding og en strøm for nøjagtigt at matche batterier og paneler. Generelt fungerer MPPT'er med en frekvens fra 20-80 kHz (meget højt lydfrekvensområde). Derfor kan transformatorer med meget høj effektivitet og små komponenter bruges til at designe disse højfrekvente kredsløb.
Arbejde med MPPT Solar Charge Controller
Ikke-digitale eller lineære MPPT'er er nemme og billige at bygge sammenlignet med de digitale MPPT'er. Men mens du bruger de lineære MPPT'er, selvom effektiviteten forbedres lidt, men den samlede effektivitet varierer i et bredt område, da de lineære MPPT'er i nogle tilfælde mister deres sporing. For eksempel, hvis en sky passerer over det lineære MPPT-kredsløb, tager det lineære kredsløb mere tid at søge efter det næstbedste punkt.
Vigtigste funktioner i MPPT Solar Charge Controller
- MPPT solopladningsregulator bruges til at korrigere og detektere variationer i solpanelets strømspændingsegenskaber og som vist i ovenstående figur.
- Det er nødvendigt for ethvert solcelleanlæg, der kræves, at trække en maksimal effekt ud af solcellemodulet, da det tvinger solcellemodulet til at arbejde ved spænding tæt på det maksimale effektpunkt til at trække den maksimale tilgængelige effekt.
- Ved at bruge MPPT solopladningsregulator kan vi bruge solpanel med en spændingsoutput, der er større end batterisystemets driftsspænding.
- Systemets kompleksitet kan reduceres ved hjælp af MPPT solopladningsregulator, da det har høj effektivitet.
- Det kan anvendes til brug med flere energikilder såsom vandturbiner eller vindkraftmøller osv. Solpanelets udgangseffekt bruges til styring DC-DC konverter direkte.
MPPT Solar Charge Controller Integreret med LED Driver
Den seneste tendens inden for belysning og belysning bruger ofte LED'er med høj lysstyrke der har lang levetid med lave vedligeholdelsesomkostninger og høj effektivitet, men kræver en strømdriver for at opretholde konstant strøm. Dette kan lettes af en DC-DC step-up eller step-down converter. Nedenstående figur viser blokdiagrammet for en integreret maksimal power-point tracking solopladningsregulator og LED-driver bygget på PSOC-enheder (Programmable System on Chip), controllere, drivere, analoge og digitale perifere enheder bruges til måling, konditionering og styring af signalet .
MPPT Solar Charge Controller Integreret med LED Driver
MPPT-teknologien er fleksibel og stærk til at tage spænding og strøm fra solpanelet for at søge i spidseffekt ved at justere styresignaler til at betjene solpanel ved sin spidseffekt. Styresignal genereret fra PSoC bruges til at køre en synkron buck-konverter der konverterer solpanel til at oplade batteri. Systemet er også vant til styr batteriopladning behandle og køre lysdioder.
Vi håber, at denne artikel har givet en kort oversigt over den avancerede solopladningsregulator ved hjælp af MPPT-teknologi. For mere information om solcelleladere og deres detaljerede arbejde, kan du kontakte os ved at sende dine forespørgsler i kommentarfeltet nedenfor.
Fotokreditter:
- Arbejde med MPPT Solar Charge Controller af weiku
- MPPT Solar Charge Controller Integreret med LED Driver af kraftdesign
